区块链分类/特征/共识机制/面临的问题

币学君给大家整理了《区块连，从数字货币到信用社会》第二章的知识重点，以及币学君对这一章内容的见解。熊市里除了在场外努力赚钱补仓外，还需要多多学习，加油！

一、区块链的基本概念

比特币是截至目前区块链技术最成功、最成熟的应用案例。

区块链是一个由一连串使用密码学方法产生的数据区块有序链接而成的去中心化的分布式数据库。

区块中包含数据记录、当前区块根哈希（Hash）、前一区块根哈希、时间戳以及其他信息。

二、什么是区块链技术？

区块链技术不是一种单一的技术，而是多种技术整合的结果，包括：密码学、数学、经济学、网络科学等。

这些技术组合在一起，形成了一种新的去中心化数据记录与存储体系，并给存储数据的区块打上时间戳，最终目的是建立一个保证诚实的数据系统。

有了区块链技术，在一个诚实的诚信的系统里，可以省去许多烦琐的审查手续，去除高成本的中介机构、提高效率、提高安全性和正直性、降低系统失效的风险、降低能源消耗、提高隐私保护水平等，这些都是各领域主流机构看中区块链技术的原因。

三、区块链的分类

目前区块链技术应用大致分为三类：公有链、联盟链、私有链。

公有链：全世界任何人都可读取，任何人都能参与其共识过程的区块链，系统的运行需要依赖激励机制。公有链的典型应用：比特币、以太坊等。

联盟链：参与区块链的节点是事先选择好的，区块链上的数据可以是公开的也可以是内部的，可视为“部分去中心化”。

比如若干家金融机构之间建立某个联盟链，只限于服务于这几家金融机构。联盟链的典型应用：超级账本、区块链联盟R3CEV等。

私有链：参与的节点只有有限的范围，比如特定机构的自身用户等，数据的访问及使用有严格的权限管理。私有链的典型应用：网易星球、百度莱茨狗等。

四、区块链的特征

去中心化：去中心化是区块链最基本的特征，实现了数据的分布式记录、存储和更新。

透明性：透明性是区块链系统值得信任的基础，区块链数据记录和运行规则可以被全网节点审查、追溯，具有很高的透明度。

开放性：区块链系统是开放的，区块链的数据对所有人公开，因此整个系统信息高度透明。

自治性：区块链采用基于协商一致的规范和协议，任何人为的干预都将不起作用。

信息不可篡改：信息一旦经过验证并添加至区块链后，就会得到永久存储，无法更改（除非同时控制系统中的51%节点），因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性：区块链数据交换甚至交易均可在匿名的情况下进行。

五、区块链工作流程

区块链的工作流程主要包括以下步骤：

1、发送节点将新的数据记录向全网进行广播；

2、接收节点对收到的数据记录信息进行检验，通过检验后，数据记录将被纳入一个区块中；

3、全网所有接收节点对区块执行共识算法（工作量证明、权益证明等）；

4、区块通过共识算法过程后被正式纳入区块链中存储，全网节点均表示接收该区块。

验证节点被称为“矿工”，随机数查找过程称为“挖矿”。“挖矿”有三个重要功能：发行新的货币、维护系统的支付功能、通过算力保障系统安全。

六、区块链的共识机制

区块链保证数据安全、不可篡改以及透明性的关键技术包括两个方面：数据加密签名机制、共识算法。

共识算法是区块链中节点保持区块数据一致、准确的基础。

现有的主流共识算法包括：工作量证明（POW）、权益证明（POS）、股份授权证明（DPOS）、混合证明机制等。

1、工作量证明机制（POW）：POW由算力决定记账权，按照算力占有总算力的百分比来决定获得该次记账权的概率。节点需要不断消耗算力工作，进行哈希计算，以找到期望的随机数。

2、权益证明（POS）：POS由持币数以及持有的时间来决定记账权。持有币数及持有的时间占系统总量的百分比，决定获得该次记账权的概率。

3、股份授权证明（DPOS）:DPOS是一种基于投票选举的共识算法，类似于代议制民主。在POS的基础上，DPOS先选举若干代理人，由代理人验证和记账，代理人之间轮流出块。

4、混合证明机制:采用工作量证明机制POW发行新币，采用权益证明机制POS维护网络安全。较典型的就是以太坊采用POW+POS混合共识机制。

七、区块链技术应用领域

区块链技术已经受到众多领域的广泛关注并得到应用，包括托管交易、金融交易、公共交易、证件、私人记录、留存证明、实物资产、无形资产等。

八、区块链面临的问题

1、区块链体积过大的问题：随着区块链的发展，节点存储的数据体积会越来越大，存储和计算负担将越来越重；

2、区块链数据确认时间的问题：目前区块链系统存在数据确认时间较长的问题，尤其是金融区块链系统，比如比特币交易的一次确认时间大约需要10分钟，6次确认的情况下，需要等待约1小时；

3、处理交易频率问题：区块链系统面临交易频率过低的问题，如果扩容问题得不到解决，可能会造成大量交易的堵塞延迟；

4、区块链发展受到现行制度的制约；

5、区块链技术与现有制度的整合成本较大。

作者：币学Bixue，微信个人号：skyleimo，备注“币友”，欢迎交流讨论。